生物质发电与生活垃圾发电的区别

生物质（biomass），根据国际能源机构（IEA）的定义，是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

一、生物质与生活垃圾

生物质（biomass），根据国际能源机构（IEA）的定义，是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，它一直是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。

广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。

生物质的主要成份：

糖类：

常见的糖类有纤维素、淀粉、麦芽糖和葡萄糖。两个葡萄糖分子之间脱水后，它们的分子就会连到一起，成为淀粉，有利于贮存；更多的葡萄糖分子脱水后聚集起来就形成了一个更大的集团——纤维素，这个物质就相对比较稳定了，自然界中只有某些细菌类（如沼气菌）能把它分解成为淀粉或葡萄糖。有的葡萄糖则被细胞转化为其他物质，参与各种生命活动，在不同的条件下与不同的物质组成为不同的碳框架物质。

纤维素是分子量最大的糖类，人的消化系统不能将它分解，所以它不能为人体提供能量，但是现代人们研究发现，它有利于肠内有益细菌的生存，能促进肠胃的蠕动，对人体健康有利。自然界中有的细菌能够将它分解成为简单的葡萄糖。

淀粉是比纤维素简单的糖类，是人类重要的食物和原材料，它在人的口腔里在唾液淀粉酶的作用下，被分解为麦芽糖，所以人在多次咀嚼米粉时，感觉有点甜。它可分解为简单的葡萄糖供人体吸收利用。

麦芽糖在我们常见的啤酒中含有，它是淀粉分解后的比葡萄糖复杂一些的糖类。

葡萄糖是最简单的糖类，能够直接为人体细胞所用，在生物体内，和氧反应生成二氧化碳和水，同时释放出能量，为生命活动提供能量。同时，也参与构成细胞，如核糖。

醛类：

一个羰基（C=O）基团和一个氢基（-H）基团，可以组合成为一个新的基团，叫醛基（CHO）基团，有这个基团的物质叫醛，我们相当熟悉的甲醛，碳框架中只有一个碳的醛类，甲醛的重要特点就是它能使蛋白质稳定，具有防腐作用。又是一种重要的化工原料，广泛应用于工业和化妆品行业，同时，过量的非天然甲醛可以致癌。自然界中的甲醛对人体是有益的，如西红柿是很好的抗衰老食品，它里面就含有微量甲醛，这个含量就决定了它清除自由基的特性。植物燃烧不充分时发出的烟中也有甲醛，所以用烟熏过的肉，能够长久保存。在人工心脏瓣膜移植手术中，把牛的心脏瓣膜经过一种醛（叫戊二醛）的处理后，再移植到人的心脏中，可以使人获得健康。甲醛给人类带来的伤害也不少。据美国有关部门统计，全世界每年生产了五十亿磅甲醛。装修材料中超标，化妆品中超标，非法用于食品防腐等事件也常有报导。

酸：

一个羰基（C=O）基团和一个羟基（-OH）基团，可以组合成为羧基（COOH）基团，有这个基团的物质叫酸，甲酸、乙酸、丙酸、脂肪酸、氨基酸都是与我们的生活有密切关系的“酸”。甲酸又称蚁酸，蜜蜂蜇人时，会向人体注入了一点蚁酸，会引起局部皮肤红肿和疼痛。乙酸就是醋酸，用粮食做的，因为粮食中的淀粉可分解成为葡萄糖，再在一定的条件下转化成食醋。它连在一起的碳框架碳的个数是两个，所以食醋学名叫乙酸；如果连在一起的碳框架碳的个数为三个，叫丙酸，人们熟悉的乳酸就是一种丙酸，葡萄糖在一定条件下还可转化为乳酸，如人体运动时，由于供氧不足，葡萄糖分解不完全，肌肉处会产生大量乳酸，使肌肉感到酸痛；人体对酸都是比较敏感的，会产生不舒服的反映。只有胃中有盐酸，保持强酸性。如果碳框架中的碳的个数是多个，并且是首尾相接的排成一列的，就统称为脂肪酸；如果再结合一个氨基，就成为大家熟悉的氨基酸。这些酸是人体不可缺少的营养物质。从人体对酸的反应可以知道，现代人们通过高脂肪高蛋白食物，人体摄入了大量的脂肪酸和氨基酸，就形成了酸性体质。

醇：

葡萄糖在一定的条件下还可以变成醇，醇是碳框架中含有羟基（-OH）的物质，如乙醇，就是酒精，在自然界中，熟透的水果可能有酒精的味道，就是葡萄糖变成了乙醇的原因，酿酒就是利用了这一变化。自然界中很多醇都有特殊的香味，现在人们常说的植物精油，有些就是醇。

陆地上的动植物都要保持水分，保持水分离不开一种物质，叫“甘油”，它与酒精乙醇是同一个家族的，叫丙三醇，都有（OH）集团，只是甘油碳框架的每个碳原子上都有（OH）基团，所以才叫“丙三醇”。甘油是食品加工业中通常使用的甜味剂和保湿剂，大多出现在运动食品和代乳品中。由于甘油可以增加人体组织中的水分含量，所以可以增加高热环境下人体的运动能力。也是一种重要的化工原料，它和硝酸可以变成“硝酸甘油”，是一种烈性能炸药，同时，也是一种良药，硝酸甘油还常用作强心剂和抗心绞痛药。

曾经报导的齐二药事件中，就涉及了一种醇，叫二甘醇，它与丙三醇（甘油）一样能保持水份，曾在牙膏和化妆品和工业中广泛代替甘油使用，齐二药事件后，说明这两种醇在人体内的代谢结果是完全不同的，国家也禁止了在牙膏中用“二甘醇”代替“丙三醇”。那些肾衰竭而去世的受害者，是他们的牺牲，让更多的人们免受了“二甘醇”的危害。

酯：

生物体内的酸和醇会生成酯，广泛存在于自然界，例如乙酸和乙醇可以生成乙酸乙酯，在酒、食醋和某些水果中就有这种特殊的香味的物质，所以陈年的老酒和老醋都十分香；乙酸异戊酯存在于香蕉、梨等水果中；苯甲酸甲酯存在于丁香油中；水杨酸甲酯存在于冬青油中。脂肪酸的甘油酯是动植物油脂的主要成分；酯是蜡的主要成分。

三条脂肪酸链与甘油组合，形成甘油三酸脂，就是一种脂肪类物质，我们平时食用的油，它们的成份都是甘油三酸脂，它们经人体消化后，被分解成为甘油和脂肪酸，被人体吸收。胆固醇、维生素D和生物体内的很多激素如性激素都是脂肪类物质。

人体的皮肤分泌的皮脂，也是一种酯，它能保护和滋润我们的皮肤，并具有一种独特的体香味；有些动物能分泌特殊的酯类，如麝能分泌的麝香。天然的酯类大多对人体有益，并具有特殊的香味，人们从中提取出的植物精油和香精，大多都是酯。

构成酯的脂肪酸链越长，这种酯就不再是液体油了，而成了固体蜡；脂肪链越长，分子量越大，就成了树脂，如松香、桐油和天然橡胶等，这些都是天然树脂。人类根据这个自然规律，做出了各种各样的人工树脂和高分子材料，如人们熟悉的聚氨脂树脂和丙烯酸树脂，做成了各种塑料制品。它们都无法或很难被大自然中的生物所分解，给生态环境造成了巨大的影响，如二恶英，白色污染。

苯：

还有一种叫“苯”的物质也广泛存在于生物体内，它的碳框架结构为六个碳围成一个环，叫“苯环”，含有这种“苯环”的物质，大多有特殊的香味，被称为“芳香族”物质，在脂肪酸一类物质中，碳没有形成环状，被称为“脂肪族”物质。大多数围成了环的碳框架物质对人体都是有害的，它能使蛋白质沉淀变性，如甲苯，三聚氢胺这些都是有“环”的物质，会对人体造成伤害。

我们已经知道有些酯也有香味，有些醇也有香味，有香味的酯和醇一般对人体是有益的。所有芳香族物质，虽然也有香味，可由于“苯环”的存在，一般对人体都是有害的。这两类不同的香味物质，价格和作用都相差很大，在市场经济的今天，肯定有人用便宜的有害的芳香族人工香料混到昂贵的有害的天然香料中，这提醒人们在消费时注意。

酚：

植物体内的“苯环”如果和一个羟基（-OH）集团组合起来，那就不是醇，而是“酚”了，在自然界中广泛存在于植物的树皮和果实，是单宁的主要组分，它能使植物的花和果实显示各种不同的颜色，也是许多染料的主要组成成份。酚类物质能和氨基结合，使蛋白质稳定，适量的酚类物质对人体有利。如现代人们常提到的“茶多酚”“花青素”等有抗氧化作用能清除“自由基”的物质，就是这类物质。自然界中存在的天然的酚，对人体是有益的。

通过化学方法从石油中提炼的苯类酚类等物质，多半能使人致病，如绝大多数染料中有这个苯环，前几年欧美提出某些染料可以致癌，列出一些禁用的染料，他们的人不能用这些致癌物质。所以有些专家提出不染色的内衣对健康有利，各种彩棉制品也开始流行，反映出人们对环保和健康的重视。

胺：

胺在自然界中分布很广，其中大多数是由氨基酸脱羧生成的。工业制备胺类的方法多是由氨与醇或卤代烷反应制得，产物为各级胺的混合物，分馏后得到纯品。由醛、酮在氨存在下催化还原也可得到相应的胺。工业上也常由硝基化合物、腈、酰胺或含氮杂环化合物催化还原制取胺类化合物。

胺的用途很广。最早发展起来的染料工业就是以苯胺为基础的。有些胺是维持生命活动所必需的，但也有些对生命十分有害，不少胺类化合物有致癌作用，尤其是芳香胺，如萘胺、联苯胺等。

胺中氮原子的结构，很像氨分子中的氮原子，是以三个sp杂化轨道与氢或烃基相连接,组成一个棱锥体,留下一个sp3杂化轨道由孤电子对占据。

二、生活垃圾

生活垃圾指人们在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。主要包括居民生活垃圾、集市贸易与商业垃圾、公共场所垃圾、街道清扫垃圾及企事业单位垃圾等。我国颁布有《生活垃圾分类标志》对生活垃圾作详细的分类。

三、生物质发电与生活垃圾发电的区别

1.生物质发电与生活垃圾发电的项目性质不同

1）项目性质不同

生物质发电和生活垃圾发电虽然在诸多方面的规则相同，①都是企业投融资建设运营，②都必须符合土地用途管制制度和规划管理制度，③都按申请、受理、审查、决定流程行政核准，④都享受财政补贴（电价优惠和处理费地方财政补贴），但两者的性质不同，生物质处理是私利项目，主要追求经济效益；生活垃圾处理是公益项目，主要追求公共利益。正因为项目性质不同，其组织责任主体和合同性质也不同。

2）项目组织主体不同

生物质处理由生物质产生者负责组织，生活垃圾处理由行政机关负责组织，这已由《固废法（2020年第二次修订）》规定。对于秸秆，《固废法（2020年第二次修订）》第六十四条规定县级以上政府农业农村主管部门负责指导农业固体废物回收利用体系建设，第六十五条规定产生农业固体废物的单位和其他生产经营者，应当采取回收利用和其他防止污染环境的措施；但对于生活垃圾，《固废法（2020年第二次修订）》第四十八条明确规定县级以上地方人民政府环境卫生等主管部门应当组织对城乡生活垃圾进行清扫、收集、运输和处理，可以通过招标等方式选择具备条件的单位从事生活垃圾的清扫、收集、运输和处理。这是在权衡农业固废处理的私利与生活垃圾处理的公益基础上作出的法律规定。

3）项目合同性质不同

生物质发电合同是企业合同，生活垃圾发电合同是行政协议（行政合同）。既然生物质发电主要追求私利（保障私利平衡私利公益），且组织责任主体是生物质产生者，那么，生物质发电项目合同就是生物质产生者与处理者之间的企业合同，行政机关没有行政优益权；生活垃圾发电醒目则不同，一是公益项目（保障公益平衡私利公益），二是行政机关负有组织责任，此种情况下行政机关具有《行政许可法》授予的行政机关行政优益权——当公共利益受到威胁和法律法规较大变化时行政机关具有变更和撤销行政协议的优益权，所以，生活垃圾发电项目合同是行政协议（行政合同）。

因为项目性质与合同性质不同，导致生物质发电项目与生活垃圾发电项目的市场化指数不同。生物质发电项目是完全市场化项目，在合同履行中生物质“资源”完全由市场配置（这里的生物质资源除农林种养殖垃圾外，也包括生物质类生活垃圾），生物质产生者与处理者在市场上相互选择与讨价还价，遵循物有所值（价高者得）原则，最后达成交易；但生活垃圾发电项目在生活垃圾“资源”选择上必须服从行政协议安排，生活垃圾处理者必须按行政协议无条件妥善处理生活垃圾，否则，行政机关便可行使行政优益权。

由此得出：

结论一：生物质发电项目可以自由协同处置生活垃圾，生活垃圾发电项目只有在完全妥善处理生活垃圾基础上才能协同处置生物质。当然，因两者都享受财政补贴，当彼此协同时必须重新核算财政补贴单价。

2.生物质发电与生活垃圾发电的燃料热值不同

就焚烧发电而言，燃料热值是主要技术指标之一，而目前生物质的低位热值远大于生活垃圾的低位热值（以下简称低位热值为“热值”）。生物质的热值在12000kJ/kg—15000kJ/kg（自然干燥），接近劣质煤的热值水平，而且比较稳定；但生活垃圾的热值小于9000kJ/kg，预计干湿分开后生活垃圾的热值可以达到12000kJ/kg左右，变化幅度较大。这导致生物质发电协同处置生活垃圾与生活垃圾发电协同处置生物质两者之间的巨大差异。

生物质发电协同处置生活垃圾具有比较优势。一是实际处理量可以大于设计处理量，因生活垃圾的热值远小于生物质的热值，意味着生物质发电的焚烧炉可以协同处置更多的生活垃圾，如设计1000吨/日的生物质焚烧炉炉/余热锅炉可能处理1200吨/日以上生物质和生活垃圾（只要炉排机械负荷许可），而且可以减少燃料收集运输贮存成本和赚取生活垃圾处理费（地方财政补贴），相比而言，生活垃圾的收集运输贮存成本低于生物质的相应成本，而且，生活垃圾处理费大多已经列为城市预算的环境卫生专项经费，有稳定来源，这比花钱购买生物质更省事。二是可以稳定燃料来源，解决生物质发电项目的生物质供应不足且不稳定问题，赚取规模效益。一般而言，生物质发电协同处置生活垃圾比单纯处理生物质更具优势。

相反，生活垃圾发电协同处置生物质不一定具有比较优势。一台设计1000吨/ 日协同处置生物质时的实际处理量肯定低于设计处理能力，且设计热值越小其实际处理量也越小，实际情况是，在用的生活垃圾发电的焚烧炉/余热锅炉的设计热负荷一般较低（设计热值一般低于9000kJ/kg），用来协同处置生物质将损失设计出力能力（25%—60%），此时，能否获得更高经济收益取决于协同处理生物质后的发电收入是否具有边际收益。

由此得出结论二：生物质发电协同处置生活垃圾比生活垃圾发电协同处置生物质更具优势。

3.结论与建议

综合结论一与结论二，打通生物质发电与生活垃圾发电应尽可能通过生物质发电协同处置生活垃圾。

针对实际情况，为便于打通生物质发电与生活垃圾发电，建议如下：

1）各地规划时应树立生物质发电协同处置生活垃圾理念，规划生物质发电项目而非生活垃圾发电项目，而且加大力度推行生活垃圾干湿分开以提高发电用生活垃圾的热值。

2）对于生活垃圾发电的设计处理能力有过剩的城市，应主动改造现有生活垃圾焚烧炉/余热锅炉以提高其协同处置生物质的能力（在完全妥善处理生活垃圾前提下为不闲置设备而协同处置生物质，是一种消极行为）。

3）统一生物质发电与生活垃圾发电的成本、收益核算办法和财政补贴办法，并由此改进生物质发电与生活垃圾发电的建设运营模式。